三点式振荡电路

,四川信息职业技术学院,电子工程系,任务,3.2 LC,正弦波振荡器,3.2.1 LC,正弦波振荡器,3.2.2,三点式振荡,电路,本讲导航,教学内容,LC,正弦波振荡器,教学目的,掌握,LC,并联谐振特性；,掌握变压器反馈式,LC,正弦波振荡器的分析判断方法；,掌握三点式振荡电路的组成原则；,掌握电容,电感三点式振荡器的分析判断方法；,理解电容,电感,三点式振荡器的特点。,教学重点,教学难点,三点式振荡电路的组成原则,1,、变压器反馈式,LC,正弦波振荡器的分析判断方法；,2,、电容,电感三点式振荡器的分析判断方法。,3.,2.1,LC,正弦波振荡器,选频网络采用,LC,谐振回路的反馈式正弦波振荡器，称为,LC,正弦波振荡器，简称,LC,振荡器。,LC,振荡器常用,分立元件,组成。,产生的正弦信号的频率较高（几十千赫到,1000,兆赫左右）。,LC,振荡器中的有源器件可以是三极管、场效应管，也可以是集成电路。按照反馈耦合网络的不同，,LC,振荡器可分为,变压器反馈式振荡器和三点式振荡器。,一,.,变压器反馈式,LC,正弦波振荡器,变压器反馈式振荡器又称,互感耦合振荡器,。由,谐振放大器和反馈网络两大部分组成,。,在这类振荡器中，,LC,并联回路中的电感元件,L,是变压器的一个绕组，变压器的另一个绕组则作为振荡器的反馈网络。,电路,交流通路,（,1,）,放大电路是共射极接法,1.,组成,谐振放大器由晶体管、偏置电路、选频网络,LC,组成。,C,b,为隔直耦合电容,，,C,e,为发射极旁路电容。通过,L,2,L,互感耦合，将,L,2,上的反馈电压加到放大器输入端。通过,L,1,L,互感耦合，在负载,R,L,上得到正弦波输出电压。,2.,相位条件,LC,并联电路在谐振时是纯阻性的，,A,=180,o,。,相位平衡条件，必须要求,F,=180,o,。因此，与晶体管集电极相连的变压器绕组端,和与基极相连的绕组端点,必须互为异名端。,或引入一个,正反馈.,电路分析：1.三大组成;2.是否有放大作用;3.是否满足相位条件.,共基接法中，,A,=0,o,，因此，为了满足相位平衡条件，必须有,F,=0,o,。这样，与集电极相连的绕组端点,和与射极相连的绕组端点必须,互为同名端。,（,2,）放大电路是共基极接法,（,1,）相位条件正反馈的,瞬时极性法,判断：根据放大电路的组态（是共射极还是共基极；如果是集成运放就要看反相输入还是同相输入），决定放大电路输出端（集电极）和输入端（基极或射极）所连接的变压器绕组的端点应为异名端还是同名端。,（,2,）振荡频率,2.,相位平衡条件的判断和振荡频率,（,3,）变压器反馈式振荡器的工作频率不宜过低或过高，一般应用于中、短波段（几十,KHz,到几十,MHz,）。,（,2,）,调频方便，调频范围较宽。,只要将谐振电容换成一个可变电容器就可以实现调节,f,0,的要求，调频范围较宽。,（,1,）变压器反馈式,LC,振荡电路利用变压器作为正反馈耦合元件，它的优点是便于实现阻抗匹配，因此,振荡电路效率高、起振容易,。,但要注意变压器绕组的主、次级单间的极性同名端不可接错，否则成为负反馈，电路就不起振。,3.,电路特点,1.,三点式振荡电路的组成原则,三点式振荡电路的一般形式,3.2.2,三点式振荡电路,三点式：振荡管的三个电极分别与振荡回路中的电容,C,或电感,L,的三个点相连接。,X,be,与,X,ce,是同类电抗,(,即同为容抗或感抗,),，则,X,cb,与,X,ce,、,X,be,为异类电抗。,“,射同基反,”,观察到两个电容或电感的抽头接晶体管的发射极，则,正反馈条件一定满足，,也可以此作为判断满足相位条件的依据。,若是场效应管则满足:,“,源同栅反,”,的原则.,由此我们可以从三个角度去判断三点式相位条件的满足情况:,正反馈、,三点式振荡器的原则、,构成三点式振荡器的原则,三点式振荡电路,(1),电路结构,电路,交流通路,2.,电容三点式振荡器,(,考毕兹振荡器,),电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，图中，,L,和,C1,、,C2,组成振荡回路，反馈电压取自电容,C2,的两端，,C3,和,Ce,均对高频旁路；高频扼圈,Lc,构成集电极的直流通路，而对高频信号可视为开路，,Lc,有时也可用电阻,Rc,代替。图,(,b),为该振荡器的交流通路。,由于三极管的三个电极分别与,C1,、,C2,的三个引出点相接故称为电容三点式振荡器。,.,相位平衡条件的判断,X,cb,为,L,，,X,be,为,C,2,，,X,ce,为,C,1,，故,X,be,与,X,ce,是同类电抗,(,即同为容抗,),，则,X,cb,与,X,be,、,X,ce,为异类电抗。满足三点式振荡器的组成原则，满足相位平衡条件。,或用,瞬时极性法判断是否有正反馈，或,.,振荡频率,式中：,C,为,C,1,、,C,2,的串联等效电容，即,（,2,）相位平衡条件的判断和振荡频率,.,输出波形好。,由于反馈电压取自电容,的两端，它对高次谐波的阻抗小，故回路中的高次谐波反馈很弱，因而输出电压中谐波成分很小，输出波形好,。,.,加大回路电容可提高振荡频率稳定度。,由于不稳定电容（如管子的输入和输出电容）和外接的回路电容相并联，所以适当加大回路电容量，可减弱不稳定电容对振荡频率的影响，从而提高频率稳定度,。,.,振荡频率较高。,若为外接回路电容，直接利用管子的输入和输出电容作为回路电容，则振荡频率可以很高，可达到几百到上千兆赫但频率不稳定。,（,3,）电容三点式振荡器的特点,.,调整频率不方便。,因为若通过改变某一电容来改变振荡频率时，反馈系数也跟着改变，从而导致振荡器工作状态的变化，因此这个电路只适于作,固频振荡器,；,在电路形式上改进为改进型电容三点式振荡器,F,=,C,1,/,C,2,电容三点式振荡器的性能较好，但存在下述缺点：调节频率会改变反馈系数，管子的输入电容,C,ie,(Cbe,),和输出电容,Coe(,Cce,),对振荡频率的影响限制了振荡频率的提高。为此，设计出了改进型电容三点式振荡器，它有,串联型和并联型两种。,改进型电容三点式振荡器,1,),串联改进型振荡电路,该电路的特点是在电感支路中串接一个容量较小的电容,C,3,。,此电路又,称为,克拉泼电路,。,满足,C,3,C,1,和,C,3,C,2,与电容三点式振荡器相比，克拉泼振荡器仅在回路中多加一个与,L,串联的电容,C,3,，,串联改进型电容三点式振荡器由此得名。,判断克拉泼电路满足振荡的相位平衡条件。,Cie,和,Coe,对,fo,几乎无影响。这是由于,fo,主要由小电容,C3,和,L,决定。,调节,C,3,改变振荡频率时，不影响反馈系数；而调节反馈系数时，对振荡频率也无影响。换而言之，,克拉波振荡器的振荡频率与反馈系数可分别独立调节，这就消除了电容三点式振荡器的缺点。,克拉波振荡器虽然频率稳定高，但是在波段内输出幅度不均匀，波段覆盖系数小，因此只适合于作固频振荡器。,F,=,C,1,/,C,2,2,),并联改进型电容三点式振荡器,为克服克拉波振荡器的缺点，可采用图所示的并联改进型电容三点式振荡器。该振荡器又称为,西勒振荡器,，它与克拉波振荡器不同之处仅存在于回路电感,L,两端并联了一个可变电容，,仍,满足固定,C,3,C,1,和,C,3,C,2,通常,C,3,、C,4,为同一数量级的电容，故回路总电容,C,C,3,+C,4,。,西勒电路的振荡频率为,F,=,C,1,/,C,2,与克拉泼电路相比，西勒电路不仅频率稳定性高，输出幅度稳定，频率调节方便，而且,振荡频率范围宽，振荡频率高，因此，是目前应用较广泛的一种三点式振荡电路。,(1),电路结构,电路,交流通路,3.,电感三点式振荡器,(,哈特莱振荡器,),电感三点式振荡器又称为哈特莱（,HARTLEY,）,振荡器，图中，,L,是具有抽头的电感线圈，,L,和,C,组成振荡回路，反馈电压取自,L,的一部分,L,2,的两端，,Cb,和,Ce,均对高频旁路。图,(,b),为该振荡器交流通路，由图可见，管子的输出端和输入端都采用部分接入,LC,回路的方式。由于,三极管的三个电极分别与电感,L,的三个引出点相接，故称为电感三点式振荡器。,.,相位平衡条件的判断,X,cb,为,C,，,X,be,为,L,2,，,X,ce,为,L,1,，故,X,be,与,X,ce,是同类电抗,(,即同为感抗,),，则,X,cb,与,X,be,、,X,ce,为异类电抗。满足三点式振荡器的组成原则，满足相位平衡条件。,或用,瞬时极性法判断是否有正反馈，或,.,振荡频率,式中：,L,L,1,L,2,2,M,（,M,为,L,1,和,L,2,间的互感，不考虑互感时,M,0,）。,(2),相位平衡条件的判断和振荡频率,.,振荡波形较差。,由于反馈电压取自,L2,的两端，它对高次谐波的阻抗大，故对,LC,回路中的高频谐波反馈较强，因而输出电压中谐波成分多，输出波形差,。,.,振荡频率较低。,由于,L1,和,L2,的分布电容及管子的输出、输入电容分别并联在,L1,和,L2,的两端，使,振荡频率较高时反馈系数减小，不满足起振条件。所以它用在几十兆赫以下的电路中。,.,由于起振的相位条件和幅度条件很容易满足，所以容易起振。,输出电压幅度较大。,.,调整方便。,C,采用可变电容后很容易实现振荡器频率在较宽频段内的调节，且调节频率时基本上不影响不反馈系数。,(3),电感三点式振荡器的特点,本讲小结,变压器反馈式振荡器又称互感耦合振荡器。由谐振放大器和反馈网络两大部分组成。放大电路可以是共射极接法或共基极接法，振荡频率，电路效率高、起振容易，调频方便，调频范围较宽。,三点式振荡器分为电感三点式和电容三点式两种基本形式。,电容三点式振荡器，输出波形好、加大回路电容可提高振荡频率稳定度、振荡频率较高、调整频率不方便。,电感三点式振荡器，振荡波形较差、振荡频率较低、容易起振、调整方便。,本讲作业,教材,P89 5-4,、,5-6,LC,振荡电路实验电路,LC,振荡电路实验电路,